Il-wejfers huma l-materja prima ewlenija għall-produzzjoni ta 'ċirkwiti integrati, apparati semikondutturi diskreti u apparati tal-enerġija. Aktar minn 90% taċ-ċirkwiti integrati huma magħmula fuq wejfers ta 'purità għolja u ta' kwalità għolja.
It-tagħmir tal-preparazzjoni tal-wejfer jirreferi għall-proċess li jagħmel materjali tas-silikon polikristallin pur f'materjali tal-virga tal-kristall wieħed tas-silikon ta 'ċertu dijametru u tul, u mbagħad jissuġġettaw il-materjali tal-virga tal-kristall wieħed tas-silikon għal serje ta' proċessar mekkaniku, trattament kimiku u proċessi oħra.
Tagħmir li jimmanifattura wejfers tas-silikon jew wejfers tas-silikon epitassjali li jissodisfaw ċerti rekwiżiti ta 'preċiżjoni ġeometrika u kwalità tal-wiċċ u jipprovdi s-sottostrat tas-silikon meħtieġ għall-manifattura taċ-ċippa.
Il-fluss tal-proċess tipiku għall-preparazzjoni ta' wejfers tas-silikon b'dijametru ta' inqas minn 200 mm huwa:
Tkabbir ta 'kristall wieħed → truncation → dijametru ta' barra rolling → tqattigħ → ċanfrin → tħin → inċiżjoni → gettering → illustrar → tindif → epitaxy → ippakkjar, eċċ.
Il-fluss tal-proċess prinċipali għall-preparazzjoni ta 'wejfers tas-silikon b'dijametru ta' 300 mm huwa kif ġej:
Tkabbir ta 'kristall wieħed → trunkazzjoni → rolling ta' dijametru ta 'barra → tqattigħ → ċanfrin → tħin tal-wiċċ → inċiżjoni → illustrar tat-tarf → illustrar b'żewġ naħat → illustrar b'ġenb wieħed → tindif finali → epitassi/ittemprar → ippakkjar, eċċ.
1.Materjal tas-silikon
Is-silikon huwa materjal semikonduttur minħabba li għandu 4 elettroni ta 'valenza u huwa fil-grupp IVA tat-tabella perjodika flimkien ma' elementi oħra.
In-numru ta 'elettroni ta' valenza fis-silikon ipoġġih eżatt bejn konduttur tajjeb (elettron ta 'valenza 1) u iżolatur (8 elettroni ta' valenza).
Is-silikon pur ma jinstabx fin-natura u għandu jiġi estratt u purifikat biex jagħmilha pur biżżejjed għall-manifattura. Normalment jinstab fis-silika (ossidu tas-silikon jew SiO2) u silikati oħra.
Forom oħra ta 'SiO2 jinkludu ħġieġ, kristall bla kulur, kwarz, agate u għajn tal-qtates.
L-ewwel materjal użat bħala semikonduttur kien il-ġermanju fl-1940 u l-bidu tas-snin 50, iżda malajr ġie sostitwit bis-silikon.
Is-silikon intgħażel bħala l-materjal semikonduttur ewlieni għal erba 'raġunijiet ewlenin:
Abbundanza ta 'Materjali tas-Silikon: Is-silikon huwa t-tieni l-aktar element abbundanti fid-Dinja, li jammonta għal 25% tal-qoxra tad-Dinja.
Il-punt tat-tidwib ogħla tal-materjal tas-silikon jippermetti tolleranza ta 'proċess usa': il-punt tat-tidwib tas-silikon f'1412°C huwa ħafna ogħla mill-punt tat-tidwib tal-ġermanju f'937°C. Il-punt tat-tidwib ogħla jippermetti li s-silikon jiflaħ proċessi ta 'temperatura għolja.
Il-materjali tas-silikon għandhom firxa usa 'ta' temperatura operattiva;
Tkabbir naturali ta 'ossidu tas-silikon (SiO2): SiO2 huwa materjal ta 'insulazzjoni elettrika stabbli ta' kwalità għolja u jaġixxi bħala barriera kimika eċċellenti biex tipproteġi s-silikon minn kontaminazzjoni esterna. L-istabbiltà elettrika hija importanti biex tevita t-tnixxija bejn il-kondutturi li jmissu magħhom f'ċirkwiti integrati. Il-kapaċità li jikbru saffi irqaq stabbli ta 'materjal SiO2 hija fundamentali għall-manifattura ta' apparati ta 'semikondutturi ta' ossidu tal-metall ta 'prestazzjoni għolja (MOS-FET). SiO2 għandu proprjetajiet mekkaniċi simili għas-silikon, li jippermetti l-ipproċessar f'temperatura għolja mingħajr warping eċċessiv tal-wejfer tas-silikon.
2.Preparazzjoni tal-wejfer
Wejfers semikondutturi huma maqtugħa minn materjali semikondutturi bl-ingrossa. Dan il-materjal semikonduttur jissejjaħ virga tal-kristall, li hija mkabbra minn blokka kbira ta 'materjal intrinsiku polikristallin u mhux doped.
It-trasformazzjoni ta 'blokka polikristallina fi kristall wieħed kbir u li tagħtiha l-orjentazzjoni korretta tal-kristall u l-ammont xieraq ta' doping tat-tip N jew tat-tip P jissejjaħ tkabbir tal-kristall.
L-aktar teknoloġiji komuni għall-produzzjoni ta 'ingotti tas-silikon ta' kristall wieħed għall-preparazzjoni tal-wejfer tas-silikon huma l-metodu Czochralski u l-metodu tat-tidwib taż-żona.
2.1 Il-metodu Czochralski u l-forn tal-kristall wieħed Czochralski
Il-metodu Czochralski (CZ), magħruf ukoll bħala l-metodu Czochralski (CZ), jirreferi għall-proċess ta 'konverżjoni ta' likwidu tas-silikon imdewweb ta 'grad semikonduttur f'ingotti solidi tas-silikon ta' kristall wieħed bl-orjentazzjoni korretta tal-kristall u drogati f'tip N jew P- tip.
Bħalissa, aktar minn 85% tas-silikon tal-kristall wieħed jitkabbar bl-użu tal-metodu Czochralski.
Forn tal-kristall wieħed Czochralski jirreferi għal tagħmir tal-proċess li jdub materjali tal-polysilicon ta 'purità għolja f'likwidu billi jissaħħan f'ambjent ta' protezzjoni ta 'vakwu għoli magħluq jew gass rari (jew gass inert), u mbagħad jirrikristallizzahom biex jiffurmaw materjali tas-silikon ta' kristall wieħed b'ċerti esterni. dimensjonijiet.
Il-prinċipju tax-xogħol tal-forn tal-kristall wieħed huwa l-proċess fiżiku tal-materjal tas-silikon polikristallin li jirrikristallizza f'materjal tas-silikon tal-kristall wieħed fi stat likwidu.
Il-forn tal-kristall wieħed CZ jista 'jinqasam f'erba' partijiet: korp tal-forn, sistema ta 'trażmissjoni mekkanika, sistema ta' tisħin u kontroll tat-temperatura, u sistema ta 'trażmissjoni tal-gass.
Il-korp tal-forn jinkludi kavità tal-forn, fus tal-kristall taż-żerriegħa, griġjol tal-kwarz, kuċċarina tad-doping, kopertura tal-kristall taż-żerriegħa, u tieqa ta 'osservazzjoni.
Il-kavità tal-forn hija li tiżgura li t-temperatura fil-forn tkun imqassma b'mod uniformi u tista 'teħles sew is-sħana; ix-xaft tal-kristall taż-żerriegħa jintuża biex isuq il-kristall taż-żerriegħa biex jimxi 'l fuq u 'l isfel u jdur; l-impuritajiet li jeħtieġ li jiġu drogati jitqiegħdu fil-kuċċarina tad-doping;
Il-kopertura tal-kristall taż-żerriegħa hija biex tipproteġi l-kristall taż-żerriegħa mill-kontaminazzjoni. Is-sistema ta 'trażmissjoni mekkanika tintuża prinċipalment biex tikkontrolla l-moviment tal-kristall taż-żerriegħa u l-griġjol.
Sabiex jiġi żgurat li s-soluzzjoni tas-silikon ma tkunx ossidizzata, il-grad tal-vakwu fil-forn huwa meħtieġ li jkun għoli ħafna, ġeneralment taħt 5 Torr, u l-purità tal-gass inert miżjud għandha tkun 'il fuq minn 99.9999%.
Biċċa tas-silikon tal-kristall wieħed bl-orjentazzjoni mixtieqa tal-kristall tintuża bħala kristall taż-żerriegħa biex tikber ingott tas-silikon, u l-ingott tas-silikon imkabbar huwa bħal replika tal-kristall taż-żerriegħa.
Il-kundizzjonijiet fl-interface bejn is-silikon imdewweb u l-kristall taż-żerriegħa tas-silikon tal-kristall wieħed jeħtieġ li jiġu kkontrollati b'mod preċiż. Dawn il-kundizzjonijiet jiżguraw li s-saff irqiq tas-silikon jista 'jirreplika b'mod preċiż l-istruttura tal-kristall taż-żerriegħa u eventwalment jikber f'ingott kbir tas-silikon tal-kristall wieħed.
2.2 Metodu tat-Tidwib taż-Żona u Forn tal-Kristall Uniku tat-Tidwib taż-Żona
Il-metodu taż-żona float (FZ) jipproduċi ingotti tas-silikon tal-kristall wieħed b'kontenut baxx ħafna ta 'ossiġnu. Il-metodu taż-żona float ġie żviluppat fis-snin 50 u jista 'jipproduċi l-aktar silikon tal-kristall wieħed pur sal-lum.
Il-forn tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona jirreferi għal forn li juża l-prinċipju tat-tidwib taż-żona biex jipproduċi żona dejqa tat-tidwib fil-virga polikristallina permezz ta 'żona magħluqa dejqa ta' temperatura għolja tal-korp tal-forn tal-virga polikristallina f'vakwu għoli jew gass ta 'tubu tal-kwarz rari protezzjoni ambjentali.
Tagħmir ta 'proċess li jċaqlaq virga polikristallina jew korp li jsaħħan il-forn biex iċċaqlaq iż-żona tat-tidwib u jikkristallizzaha gradwalment f'virga waħda tal-kristall.
Il-karatteristika tal-preparazzjoni ta 'vireg ta' kristall wieħed b'metodu ta 'tidwib taż-żona hija li l-purità tal-vireg polikristallini tista' titjieb fil-proċess ta 'kristallizzazzjoni f'vireg ta' kristall wieħed, u t-tkabbir tad-doping tal-materjali tal-vireg huwa aktar uniformi.
It-tipi ta 'fran tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona jistgħu jinqasmu f'żewġ tipi: fran tal-kristall wieħed li jdubu f'żona li jżommu f'wiċċ l-ilma li jiddependu fuq it-tensjoni tal-wiċċ u fran tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona orizzontali. F'applikazzjonijiet prattiċi, fran tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona ġeneralment jadottaw tidwib taż-żona li jżomm f'wiċċ l-ilma.
Il-forn tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona jista 'jħejji silikon tal-kristall wieħed ta' purità għolja b'ossiġnu baxx mingħajr il-ħtieġa ta 'griġjol. Huwa prinċipalment użat biex jipprepara silikon ta 'kristall wieħed b'reżistività għolja (> 20kΩ·cm) u jippurifika silikon tat-tidwib taż-żona. Dawn il-prodotti jintużaw prinċipalment fil-manifattura ta 'apparati ta' enerġija diskreta.
Il-forn tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona jikkonsisti f'kamra tal-forn, xaft ta 'fuq u xaft t'isfel (parti ta' trasmissjoni mekkanika), chuck tal-virga tal-kristall, chuck tal-kristall taż-żerriegħa, coil tat-tisħin (ġeneratur ta 'frekwenza għolja), portijiet tal-gass (port tal-vakwu, daħla tal-gass, ħruġ tal-gass ta 'fuq), eċċ.
Fl-istruttura tal-kamra tal-forn, iċ-ċirkolazzjoni tal-ilma li jkessaħ hija rranġata. It-tarf t'isfel tax-xaft ta 'fuq tal-forn tal-kristall wieħed huwa chuck tal-virga tal-kristall, li jintuża biex jikklamp virga polikristallina; it-tarf ta 'fuq tax-xaft t'isfel huwa chuck tal-kristall taż-żerriegħa, li jintuża biex jikklampja l-kristall taż-żerriegħa.
Provvista ta 'enerġija ta' frekwenza għolja hija fornuta lill-coil tat-tisħin, u żona ta 'tidwib dejqa hija ffurmata fil-virga polikristallina li tibda mit-tarf t'isfel. Fl-istess ħin, l-assi ta 'fuq u t'isfel iduru u jinżlu, sabiex iż-żona tat-tidwib tiġi kristallizzata fi kristall wieħed.
Il-vantaġġi tal-forn tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona huma li mhux biss jista 'jtejjeb il-purità tal-kristall wieħed ippreparat, iżda wkoll jagħmel it-tkabbir tad-doping tal-virga aktar uniformi, u l-virga tal-kristall wieħed jista' jiġi ppurifikat permezz ta 'proċessi multipli.
L-iżvantaġġi tal-forn tal-kristall wieħed tat-tidwib taż-żona huma spejjeż għoljin tal-proċess u dijametru żgħir tal-kristall wieħed ippreparat. Bħalissa, id-dijametru massimu tal-kristall wieħed li jista 'jiġi ppreparat huwa 200mm.
L-għoli ġenerali taż-żona tat-tidwib tat-tagħmir tal-forn tal-kristall wieħed huwa relattivament għoli, u l-puplesija tal-assi ta 'fuq u t'isfel hija relattivament twila, għalhekk jistgħu jitkabbru vireg tal-kristall wieħed itwal.
3. Ipproċessar u tagħmir tal-wejfer
Il-virga tal-kristall jeħtieġ li tgħaddi minn serje ta 'proċessi biex tifforma sottostrat tas-silikon li jissodisfa r-rekwiżiti tal-manifattura tas-semikondutturi, jiġifieri wejfer. Il-proċess bażiku tal-ipproċessar huwa:
Tumbling, qtugħ, tqattigħ, ittemprar tal-wejfer, ċanfrin, tħin, illustrar, tindif u ppakkjar, eċċ.
3.1 Ittemprar tal-wejfer
Fil-proċess tal-manifattura tas-silikon polikristallin u tas-silikon Czochralski, is-silikon tal-kristall wieħed fih l-ossiġnu. F'ċerta temperatura, l-ossiġnu fis-silikon tal-kristall singolu se jagħti elettroni, u l-ossiġnu se jiġi kkonvertit f'donaturi ta 'ossiġnu. Dawn l-elettroni se jingħaqdu ma 'impuritajiet fil-wejfer tas-silikon u jaffettwaw ir-reżistenza tal-wejfer tas-silikon.
Forn ta 'l-ittemprar: jirreferi għal forn li jgħolli t-temperatura fil-forn għal 1000-1200 ° C f'ambjent ta' idroġenu jew argon. Billi żżomm sħun u tkessiħ, l-ossiġnu ħdejn il-wiċċ tal-wejfer tas-silikon illustrat jiġi volatilizzat u mneħħi mill-wiċċ tiegħu, u jikkawża li l-ossiġnu jippreċipita u jissaffi.
Tagħmir tal-proċess li jxolji mikro difetti fuq il-wiċċ tal-wejfers tas-silikon, inaqqas l-ammont ta 'impuritajiet ħdejn il-wiċċ tal-wejfers tas-silikon, inaqqas id-difetti, u jifforma żona relattivament nadifa fuq il-wiċċ tal-wejfers tas-silikon.
Il-forn tal-ittemprar jissejjaħ ukoll forn b'temperatura għolja minħabba t-temperatura għolja tiegħu. L-industrija ssejjaħ ukoll il-proċess ta 'ttemprar tal-wejfer tas-silikon gettering.
Il-forn tal-ittemprar tal-wejfer tas-silikon huwa maqsum fi:
-Forn ta 'ttemprar orizzontali;
-Forn tal-ittemprar vertikali;
-Forn ta 'ttemprar rapidu.
Id-differenza ewlenija bejn forn ta 'ttemprar orizzontali u forn ta' ttemprar vertikali hija d-direzzjoni tat-tqassim tal-kamra tar-reazzjoni.
Il-kamra tar-reazzjoni tal-forn tal-ittemprar orizzontali hija strutturata orizzontalment, u lott ta 'wejfers tas-silikon jista' jitgħabba fil-kamra tar-reazzjoni tal-forn tal-ittemprar għall-ittemprar fl-istess ħin. Il-ħin ta 'l-ittemprar huwa ġeneralment ta' 20 sa 30 minuta, iżda l-kamra tar-reazzjoni teħtieġ ħin itwal ta 'tisħin biex tilħaq it-temperatura meħtieġa mill-proċess ta' ttemprar.
Il-proċess tal-forn ta 'l-ittemprar vertikali jadotta wkoll il-metodu ta' tagħbija simultanja ta 'lott ta' wejfers tas-silikon fil-kamra tar-reazzjoni tal-forn ta 'l-ittemprar għat-trattament ta' l-ittemprar. Il-kamra tar-reazzjoni għandha tqassim ta 'struttura vertikali, li jippermetti li l-wejfers tas-silikon jitqiegħdu f'dgħajsa tal-kwarz fi stat orizzontali.
Fl-istess ħin, peress li d-dgħajsa tal-kwarz tista 'tiddawwar kollha kemm hi fil-kamra tar-reazzjoni, it-temperatura ta' l-ittemprar tal-kamra tar-reazzjoni hija uniformi, id-distribuzzjoni tat-temperatura fuq il-wejfer tas-silikon hija uniformi, u għandha karatteristiċi ta 'uniformità ta' ttemprar eċċellenti. Madankollu, l-ispiża tal-proċess tal-forn tal-ittemprar vertikali hija ogħla minn dik tal-forn tal-ittemprar orizzontali.
Il-forn ta 'l-ittemprar rapidu juża fanal tat-tungstenu aloġenu biex isaħħan direttament il-wejfer tas-silikon, li jista' jikseb tisħin jew tkessiħ rapidu f'firxa wiesgħa ta '1 sa 250 °C/s. Ir-rata tat-tisħin jew tat-tkessiħ hija aktar mgħaġġla minn dik ta 'forn ta' ttemprar tradizzjonali. Jieħu biss ftit sekondi biex issaħħan it-temperatura tal-kamra tar-reazzjoni għal aktar minn 1100 ° C.
——————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera jistgħu jipprovdupartijiet tal-grafita,feltru artab/riġidu,Partijiet tal-karbur tas-silikon, Partijiet tal-karbur tas-silikon CVD, uPartijiet miksija SiC/TaCbi proċess sħiħ tas-semikondutturi fi 30 jum.
Jekk inti interessat fil-prodotti semikondutturi ta 'hawn fuq, jekk jogħġbok, toqgħodx lura milli tikkuntattjana għall-ewwel darba.
Tel: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ħin tal-post: Awissu-26-2024